在农业发展的长河中,种植技术的革新始终是推动产业进步的关键力量。气雾栽培,作为一种新兴的无土栽培技术,正逐渐崭露头角,以其独特的优势为现代农业发展带来了新的曙光。
一、营养液的奥秘
作物对肥料的吸收遵循阴阳离子平衡的规则,然而不同肥料的优先吸收顺序,会在栽培时引发不同的酸碱反应。当阴离子吸收量超过阳离子,营养液呈酸性;反之,若阴阳离子吸收达到平衡,营养液的pH值便相对稳定。这就要求我们在栽培过程中,需密切关注并适时调整pH值。
不同作物对营养液的反应也有所不同。比如茄果类、生菜与葫芦科的甜瓜、西瓜相比,前者在栽培时更容易出现碱性反应。这是因为它们对硫酸铵、磷酸二氢铵等化合物中离子的吸收偏好不同。所以,即便使用相同的营养液配方,不同作物也会产生各异的酸碱反应,因此定期检测酸碱度十分必要,大约每周就应检测一次。
营养液浓度与作物细胞液浓度紧密相关,细胞液浓度越高,所需的营养液浓度也应相应提高。我们可以用EC值(电导率)或大气压来表示营养液浓度。不同作物渗透压各异,像草莓、柑橘等渗透压较低,培养液浓度过高会阻碍渗透吸收,甚至导致反渗现象,使细胞内离子向营养液外渗透。在作物临近成熟期,适当提高营养液浓度,能促使细胞内水分外渗,减少水分吸收,从而提升果实甜度。由此可见,精准管理营养液浓度对作物生长和吸收代谢至关重要。
与水培相比,气雾栽培的营养液管理范围更为宽泛,一般在0.8 - 2.6之间,而水培对营养液EC值的管理要求则更为严格。
二、氧气与作物生长
在作物代谢进程中,光合作用产生的代谢物是氧化反应的底物,氧化反应释放二氧化碳和水,并将能量转化为ATP,以满足作物吸收和代谢的能量需求。
在氧气供应方面,水培和气雾栽培有着显著差异。水培时,需通过循环或曝气来解决氧气问题;而气雾栽培中,根系悬空,空气含氧量达21%,作物栽培时氧气含量达到10%基本就饱和了,即便氧气含量再高,对作物生长和肥水吸收的促进作用也不明显。传统水培在水温较高时,溶解氧饱和可能引发烂根现象,这极大地限制了水培栽培品种的范围。而气雾栽培则具有广泛的适用性,无论是水生的莲藕、荷花、菱角,还是陆生的园林树木,都能适应,尤其解决了木本类植物在水培中易烂根的难题。例如莲藕、水稻,原本依靠地上叶片向根系输送氧气,采用气雾栽培后,根系可直接从空气中获取氧气,路径缩短,甚至可能引发生态适应性的形态发育改变,就像水葫芦在气雾栽培后气囊退化,叶梗变得类似上海青。
三、根系微生物与生物防控
气雾栽培中,营养液喷洒到根系后,根系代谢会向外排出糖类、有机物、氨基酸等物质,这些物质在根系微生物的作用下,最终转化为二氧化碳、碳酸,或分解为氨、硝酸根等无机成分,实现物质循环。此外,根毛、根冠、细根等老化脱落的残根,也会被微生物分解循环利用。
根系微生物主要分布在根冠结之后的根系凹凸表面,每1mg根系上大约存在1000多万到2000多万个细菌,酵母菌数量约为细菌的1/10 。我们可以通过接种土著菌,让有益菌占据主导地位,抑制有害菌的生长,从而构建健康的根系微生态环境,这便是微生物的生物防控机制。在气雾栽培中接种土著菌极为便捷,只需将少量土著菌接种到营养液中,借助喷雾就能使其遍布整个根域环境。
接种土著菌时,需用纱布袋将菌包起来,放入营养池,防止培养基料堵塞喷头。土著菌在水中存活的前提是有充足的氧气和有机物代谢物作为培养基,而气雾栽培中根系分泌物能提供培养基,悬空的氧气环境也能满足其生存需求。
四、成本考量与材料选择
在气雾栽培的实际应用中,成本是一个不容忽视的因素。我们不仅要考虑材料成本,施工成本同样关键。例如在山上,选用消防水袋进行栽培,主要原因是其施工成本低。运输波纹管成本较高,所以现在多采用卷材,以降低运费成本。像315口径的排水管,由于运到基地的运费高昂,现已被淘汰。早年的泡沫拱虽然使用方便,但因属于抛货,运输成本高,也逐渐被弃用。如今采用的消防水袋,不仅运输体积小,施工速度快,而且营养液输送压力要求不高,利用高层差就能实现喷雾。这种便捷、高效的方式尤其适用于部队等对高效建设和快速生产有较高要求的场景,在一些运输成本高的偏远地区,如南极、内蒙、西藏等地,采用卷材也能显著降低成本。
五、气雾栽培的未来展望
气雾栽培在诸多方面展现出了巨大的优势。它可以减免整地、除草、施肥、灌溉等一系列与土壤相关的农事操作,大大减少劳动力用工,能减少百分之六七十,这对于企业化运营的农业生产来说,具有极大的吸引力。虽然在小农生产模式下,由于劳动力不计成本,气雾栽培可能显得成本较高,但从企业角度来看,土壤栽培大多难以盈利,而气雾栽培本质上已经降低了成本。
此外,气雾栽培对肥、水、气等要素无需过多考量,不存在连作障碍,对各种植物具有广泛的适应性,还能通过微生物的作用实现物质循环和生物防控。随着技术的不断发展和完善,气雾栽培未来很有可能成为现代农业的主要栽培模式,引领农业生产走向更加高效、绿色、可持续的发展道路。

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